电动自行车的认知与理解
现代电动自行车是融合电力电子、机械、控制、材料以及化工等领域各种新技术的综合产品。电动自行车发展的总趋势是生产出在性能和价格上适合于城市交通的绿色轻便代步工具。当前,电力电子控制系统及电机、机械技术已远优于动力电池的发展。未来高性能、低成本、安全可靠的动力蓄电池的问世。将为电动自行车最终取代燃油助动车提供了乐观的保证。电动自行车的关键技术主要是: 蓄电池、电动机、电力电子控制系统。
一、电动自行车的蓄电池
目前我国电动自行车所用蓄电池主要分为：铅酸电池、铅晶电池、胶质电池、镍氢电池、锂电池。前三种是目前应用较多的蓄电池。电池是电动自行车的动力源泉，其运行工况好坏直接关系到电动自行车的生命。对电池的了解是认识电动自行车的重要基础之一。
1. 铅酸电池简介
电动助力车铅酸密封电池属一种阀控密封电池，正常使用过程中发生氧复合反应，使其水耗量极少，在正常寿命期间无需补加电解液或水。
铅酸蓄电池不同于其它二次电池，它无记忆效应，所以，无论电池处于何种荷电状态，都可直接进行充电，无须放电。
小型阀控铅酸电池一般结构如下：
(1) 极板 ---由特殊的铅钙合金板栅以及涂在其上的正极活性物质组成。
(2)负极板--- 由铅钙系列合金板栅以及涂在其上的负极活性物质组成。
(3) 隔板---采用具有很高贮酸能力的超细玻璃纤维隔板，其吸酸量足够参与正负极电化学反应所需的电解液量。
(4) 电解液---含有特殊添加剂的稀硫酸电解液，并且全部被吸附在隔板中，电池中无流动酸。
(5) 安全阀---由耐酸抗老化的聚合橡胶制成，自动排放电池内部过多的气体，并保持电池内部气压在安全范围。
(6) 外壳及上盖---全部由高强度，耐撞击的ABS塑料制成。
(7)端子---由表面镀银的铜或铅合金制成，并采用最新的密封结构和技术。
2.胶体电池简介
胶体密封铅酸蓄电池采用了独特的胶体技术，使电解液固定在胶质中，实现了电池中无流动电解液；同时采用特殊合金技术，能适合长寿命深循环使用，胶体电池表现出优越的环境适应性。
胶体电池性能特点 完全密封，无酸液、气逸出，不污染环境，环保型产品； 采用阀控密封技术，电池内部电解液损耗非常少； 采用纳米材料胶体电解质技术，无酸液浓度层化问题，消除了因浓度层 化引起的极板腐蚀和钝化现 象，75%DOD循环寿命大于 700次； 即使电池壳破裂也可保证电池正常放电； 在正常使用过程中，容量稳定衰减率低、自放电极低，荷电状态可存放二年。 圆柱形镀银铜端子，导电性好，易于安装。
胶体(GEL)电池和传统富液式电池性能对比
*胶体(GEL)电池--电解液固定方式 注入时为液态，充电化完成后以胶体形式固定。
传统富液式电池--电解液为液态，在使用过程中可能环境造成污染。
*胶体(GEL)电池--- 电解液层化 无流动的电解液，使电解液在电池内部不产生分层现象,电池寿命长
传统富液式电池--由于重力作用，电池易产生电解液分层现象,造成电池寿命缩短
*胶体(GEL)电池---板栅合金 采用特殊合金配方实现电池的密封和深循环性能，并且提高极板的耐腐蚀性
传统富液式电池--采用铅锑合金，电池失水快，无法实现电池密封
*胶体(GEL)电池---密封性能 采用阀控密封技术及胶体电解液技术，使用过程中无酸液、气逸出,安全环保。
传统富液式电池--无法实现电池的密封，使用过程中有酸液、气逸出造成对车辆、设备的腐蚀
*胶体(GEL)电池—使用超纯材料，自放电小， 荷电状态常温可存放24个月
传统富液式电池--合金中含锑， 自放电相对大，常温存放3个月就需补充电力。
3.铅晶电池简介
铅晶电池产品所采用的高导硅酸盐电解质是传统铅酸电池电解质的变革性改型，无酸雾内化成工艺是定型工艺的革新。由于铅晶电池用硅酸盐取代硫酸溶液作电解质，从而克服了传统铅酸电池寿命短，不能大电流充放点的缺点。
采用特殊合成的多元合金大幅度降低合金电阻，提高了氢的过电位，达到极小的气化速率。不仅有良好的工艺性，还有非常好的电性能，比铅酸电池放电平台宽度大出1/3以上。
板栅结构设计:全面考虑了电位分布的影响因素，结合板栅制造工艺和模设计技术使之最优化，使电压降损失最小，改善电池大功率输出的能力。
特殊的工艺过程:所采用的材料和配方保证形成多微孔结构的电极。增加了表面积和电极与电解质的反应界面。并由此降低了电极的电流密度，减小了电极的极化，提高了电极的活性物质利用率。增加了电池放电电压和输出功率，从而有效地提高了电池性能，并且延长了电池的使用寿命。
特制的电解质:由于有机物与无机酸共同起作用，无机硅晶提高了正极板表面的压力，阻止正极活性物质的软化脱落。从而进一步延长电池的使用寿命。
铅晶蓄电池的应用领域非常广泛，主要应用在电动车、UPS和计算机、应急照明等领域，还有电力系统、通信和邮电设备、银行系统、船舶系统等其它备用电源.铅晶电池的五大优点：
(1)、铅晶电池的使用寿命长；
一般铅酸电池循环充放电都在350次左右，而铅晶电池在额定容量放电60%的前提下，循环寿命700多次，相当于铅酸电池寿命的一倍。
(2)、高倍率充放电性能好；
特殊的工艺使铅晶电池具有高倍率放电的特性，一般铅酸电池放电只有3C，铅晶电池放电最大可以达到10C。.可快速充电：按用户需求生产的电池完全放空容量(电压降至零伏)之后，用25c脉动电流充电，可在半小时内充满全部容量。
(3)、深度放电性能好；
铅晶电池可深度放电到0V，继续充电可恢复全部额定容量，这一特性相对铅酸电池来讲是难以达到的境界。深度放电循环使用寿命大于500次。
(4)、耐低温性能好；
铅晶电池的温度适应范围比较广，从-20—50℃都能适应，特别是在-20℃的情况下，放电能达到87%。对广大低温地区是不可多得的首选佳品。
(5)、环保性好；
铅晶电池采用的新材料、新工艺和新配方，电解质处于晶状体,无漏液现象发生,不存在酸雾等挥发的有害物质，对土地、河流等不会造成污染，符合绿色环保理念.
新型蓄电池如氢镍电池、锂电池、锌—空气电池和燃料电池的问世和快速充电技术的发明，将为电动自行车提供更强劲的动力.目前来讲新型电池的价格尚较高。
4.电池的基本指标
(1)、电池额定容量：
是按国家标准规定的电池容量。单位用Ah即安时来表示，它反映了电池存储电量的大些数值越大，则存储的电量就越多，现在市场上的电动车蓄电池的容量一般都是10Ah—12Ah，以恒流5A放电约120分钟。
(2)、电池的实际容量：
反映电池实际存储电量的大小，单位用(Ah)安时表示。同样安时越大，则电池容量就越大，电动车的续行里程就越远。在使用过程中，电池的实际容量会逐步衰减。国家标准规定新出厂的电池实际容量大于额定容量值为合格电池。如现在市场上电动自行车的电池，以恒电流5A放电要超过2小时(120分钟)，大于(2小时×5A)10Ah。相当于电动车在平坦的路上连续行驶2小时以上。
(3)、放电循环寿命：
指的是电池进行充电、放电直到电池容量减少到额定容量70%时的循环次数，充足电后再放电到一定的深度为一次循环。电池循环次数越多，则寿命越长，电动自行车蓄电池循环寿命不少于350次，低于350次循环为不合格电池。就现在市面上电动自行车而言，一般情况下，用于上、下班或接送小孩上学，在城市范围内每天连续行驶1个小时左右(大约25公里)，一年下来相当于电池循环180次左右，如果是合格的电池，可使用近两年时间，此时电池容量还有额定的70%，相当于电动车还可连续行驶70分钟，大约行驶30公里。
(4)、电池额定电压及电池组工作电压：
国家标准规定的电池电压值为额定电压，用V伏特表示，铅酸电池每格电压值为2V，市场上的电动车蓄电池每格只有6V和12V。每只6V电池是由3个电池单格串联组成，12V电池是由6个电池单格串联而成。大部分电动自行车用的蓄电池为36V，则由6只6V电池或3只12V电池再串联形成电池组。
电池组工作电压，是指蓄电池组实际输出电能时的电压值，36V电池组工作电压一般在41V到31.5V之间，低于31.5V电池称为过放电或称欠压，容易损坏电池组，影响电池使用寿命。
二、充电器对电动自行车电池使用寿命的影响
各种品牌电动自行车的电池使用寿命存在差距。使用电池的技术体现在控制器和充电器的技术水平上，其中充电器的技术水平的高低对电池使用寿命影响更大。
电动自行车所用充电器或充电系统，大致存在着三个发展阶段。可称为初级、中级、高级阶段。
1．初级阶段充电器以对电池充满电为特征。
在国家标准的框架内，各电池厂家的技术参数和工艺参数是不一样的，由此决定了对充电器的不同要求。有些电动自行车厂家没有必备的电池检测手段，无法准确区分不同电池事实上存在的不同特性，更无法对不同特性的电池用不同的充电方法。只能用同一的，或者叫二阶段或者叫三阶段充电法来充电。结果，造成过充电或出现欠充电，影响了电池的使用寿命。专家们说，电池常常不是用坏的，而是被充坏的。初级阶段的充电器不能保障电池的有效寿命。但这种充电器结构简单价格便宜，至今还有许多品牌的电动自行车在采用。
2．中级阶段充电器以对电池充好电为特征。
这类充电器能根据电池的特性，特别是根据不同电池的不同特性进行充电。表面粗笨的电池，其内部分子活动很活跃，可以说是十分娇惯的物体。只有按照不同电池的内在规律进行充电，才不会充坏电池，从而保证电池的使用达到电池制造厂所承诺的电池应有的使用寿命。然而，制造出能达到这一水准充电器的电动自行车厂家并不多。
3．高级阶段充电器能在充电过程中不断地检测、维护和修复电池。
由于电池内在物质在充放电的运动过程中，可能会出现一些不正常的运动现象，导致电池内电阻增大，电容量不均衡，继而造成失水、极板软化，使电池报废。目前，国内有几家研究机构和电动自行车制造企业应用微电子理论，在电子与分子的不同层面，深入认识电池运动特性，寻找在充电过程中修复电池的方法，并制造了可检测、修复电池的充电系统。这种充电器在目前阶段尽管还不能完全达到彻底修复电池的目的, 但确实已经开始延长了电池的实际使用时间.
三、电动自行车电机技术
随着电动自行车巨大市场的形成，反过来，也必然促进了电动自行车技术的进步。作为电动自行车的关键部件之一的电动机（或驱动器），被称为电动自行车的心脏。因此，电动自行车驱动技术的进步是电动自行车发展的晴雨表。迄今为止，电动自行车采用的驱动方式不外乎以下几种:
1．轮毂式 直接驱动 外转子永磁直流低速电机，有转枢式和静枢式2种或外转子无刷直流低速电机。无减速机构，直接驱动。 低转速，无齿轮，噪声低，寿命较长。相同尺寸时电机最大功率较低，特性较软，重量较大。
2． 齿轮减速 印刷绕组，线绕盘式电机或短铁芯（有刷或无刷）电机，带1级行星轮减速（减速比可达1:11左右）或1-3级圆柱齿轮减速（总减速比可达1:25左右）。 结构紧凑，重量较轻。如齿轮制造精度不高，或材料和热处理等原因，易引起较大噪声及加速损坏。许多设计，为了取得高的速比，小齿轮直径做得非常小，只能采用两个半轴结构，整体刚性较差，机械强度较勉强。
3． 同步带减速 大轮毂结构,常规永磁直流电动机，3级同步带减速（总减速比可达1:25左右）。 噪声较低，电机设计灵活，制造工艺性好。轮毂内可安装转矩传感器。轮毂尺寸较大，日本三洋公司曾经采用，目前此结构已经淘汰。
4．中轴驱动 同轴式减速机构 空心轴电机（如印刷绕组电机），谐波减速机构（减速比可达1:50左右）。 结构紧凑，整体性好，后轴可以安装变速轴。谐波减速机构由于成本等因素，目前此结构已经退出市场。
5．非同轴式减速机构 常规中高速永磁直流电机或无刷直流电机，带圆锥齿轮及圆柱齿轮多级减速（轴正交）或多级圆柱齿轮减速（轴平行，总减速比可达1:35左右）或齿轮- | 
